[發明專利]基于切比雪夫不等式H閾值的紫色土圖像分割提取方法

有效

• 申請號: 201810848438.3
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109035289B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 曾紹華;羅俁桐;王帥;曾卓華
• 申請（專利權）人: 重慶師范大學;重慶市農業技術推廣總站
• 主分類號: G06T7/194
• 分類號: G06T7/194;G06T7/90;G06T7/136;G06N7/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

1.一種基于切比雪夫不等式H閾值的紫色土圖像分割提取方法，其特征在于：包括步驟

S1：獲取含有紫色土區域的彩色圖像，將含有紫色土區域的彩色圖像轉化為HSI顏色空間的圖像Ⅰ；

S2：獲得自適應分割閾值，對圖像Ⅰ進行自適應分割，得到二值圖像Ⅱ；

S3：消除二值圖像Ⅱ的孤立像素區域，得到二值圖像Ⅲ；

S4：填充二值圖像Ⅲ中的空洞，得到二值圖像Ⅳ；

S5：求二值圖像Ⅳ與含有紫色土區域的彩色圖像的哈達瑪積，得到只有紫色土區域的圖像；

所述步驟S3包括

S301：將二值圖像Ⅱ轉化為二值矩陣A，所述二值矩陣A中的元素值等于在二值圖像Ⅱ中與二值矩陣A中元素位置相同的像素點值；

S302：建立二值矩陣A的標記矩陣A’，并將標記矩陣A’中的元素初始化為0；

S303：在二值矩陣A的中心隨機取一個3×3的子陣，將該3×3的子陣與3×3的單位矩陣進行卷積，若卷積值≤1時，在二值矩陣A的中心隨機取另一個3×3的子陣；直到卷積值＞1，將該3×3的子陣復制到標記矩陣A’中與3×3的子陣在二值矩陣A中相同的位置，進入步驟S304；

S304：對標記矩陣A’進行螺旋遍歷；所述螺旋遍歷包括：

a.以標記矩陣A’的中心點為螺旋遍歷起點，且將螺旋遍歷起點作為當前遍歷位；

b.對標記矩陣A’當前遍歷位值進行判斷：若當前遍歷位值為0，進入步驟c；若當前遍歷位值為1，則用二值矩陣A中與當前遍歷位元素的8連通域的值，替換在標記矩陣A’與該8連通域在二值矩陣A中位置相同的元素值；進入步驟c；

c.判斷標記矩陣A’螺旋遍歷是否結束，若結束，將標記矩陣A’轉化為二值圖像得到二值圖像Ⅲ；若未結束，則進入步驟d；

d.在標記矩陣A’中，當前遍歷位以步長為1，繞標記矩陣A’的中心點順時針方向，移動到螺旋遍歷的下一點，進入步驟b。

2.根據權利要求1所述基于切比雪夫不等式H閾值的紫色土圖像分割提取方法，其特征在于：所述步驟S2包括

S201：建立圖像Ⅰ的紫色土區域的概率測度的切比雪夫不等式，根據圖像Ⅰ的紫色土區域的概率測度的切比雪夫不等式，確定對圖像Ⅰ進行自適應分割的閾值；

S202：根據對圖像Ⅰ進行自適應分割的閾值，對圖像Ⅰ的伴隨矩陣進行更新，得到二值圖像Ⅱ。

3.根據權利要求2所述基于切比雪夫不等式H閾值的紫色土圖像分割提取方法，其特征在于：所述步驟S202包括

S2021：將圖像Ⅰ轉化為矩陣H_I，矩陣H_I中各元素值等于在圖像Ⅰ中與各元素在矩陣H_I中位置相同的像素點的H分量值；

S2022：建立矩陣H_I的伴隨矩陣H'，根據圖像Ⅰ的伴隨矩陣H'的更新規則對圖像Ⅰ的伴隨矩陣H'的元素值進行更新，得到矩陣Ⅰ，將矩陣Ⅰ轉換為二值圖像，得到二值圖像Ⅱ；

所述圖像Ⅰ的伴隨矩陣H'的更新規則為：

若T₁≤H(x,y)≤T₂，則置H'(x,y)＝1，若H(x,y)T₁或H(x,y)＞T₂，則置H'(x,y)＝0；

其中，H(x,y)為矩陣H_I中位置為(x,y)的元素值，H'(x,y)為伴隨矩陣H'中位置為(x,y)的元素值，T₁、T₂分別為對圖像Ⅰ進行自適應分割的下限閾值、上限閾值。

4.根據權利要求3所述基于切比雪夫不等式H閾值的紫色土圖像分割提取方法，其特征在于：所述步驟S201中圖像Ⅰ的紫色土區域的概率測度的切比雪夫不等式為

其中，P為圖像Ⅰ的紫色土區域的概率測度，μ表示圖像Ⅰ的H分量值的均值，σ表示圖像Ⅰ的H分量值的標準差，e表示切比雪夫不等式(1)的分割閾值；

根據(1)式得到T₁、T₂計算公式為